【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 采用相對(duì)集中布置。村莊搬遷是一個(gè)復(fù)雜的社會(huì)工程，礦方要認(rèn)真組織實(shí)施。 井筒特征 井筒用途、布置及裝備主井：，裝備一對(duì)3t單繩輕型箕斗，主要用作提煤，并兼作礦井回風(fēng)井。安裝梯子作為下一安全出口，井筒內(nèi)敷設(shè)灑水管、動(dòng)力及信號(hào)電纜。副井：，裝備一對(duì)1t單層單車普通罐籠，用于升降人員、設(shè)備及其他輔助提升、兼作礦井進(jìn)風(fēng)井。安裝梯子間作為井下一安全出口，井筒內(nèi)敷設(shè)三趟排水管、動(dòng)力及信號(hào)電纜。兩井筒均采用38kg鋼軌管道、20b工字鋼罐道梁、玻璃鋼梯子間，井梁通過托架和樹脂錨桿與井壁固定。 井筒施工方法與井壁結(jié)構(gòu)根據(jù)礦井新生界等厚線圖及井檢孔地質(zhì)報(bào)告資料，主、副井穿過的表土層厚度達(dá)430m，主要由粘土、砂質(zhì)粘土幾粘土夾礫石組成，其中粘土、砂質(zhì)粘土占總厚度的50％左右，礫石層占總厚度的40％左右，粘土夾礫石層占總厚度的10％左右。由于粘土的不穩(wěn)定性，礫石多為含水層，故表土段不能用普通方法施工而需采用特殊鑿井。凍結(jié)法和鉆井法是目前國內(nèi)常用的特殊鑿井施工方法，至1994年底，國內(nèi)凍結(jié)鑿井井筒已完成392個(gè)，最大凍結(jié)深度435m（陳四樓礦副井）；鉆井井筒完成46個(gè)，最大鉆井深度508m（潘三西風(fēng)井）。凍結(jié)法和鉆井法相比，施工費(fèi)用基本相同，但鉆井施工存在成井速度低（施工工期比同直徑凍結(jié)法多8個(gè)月）、地面預(yù)制井壁和儲(chǔ)存泥漿的臨時(shí)占地大且影響永久建筑、井下開鑿馬頭門和裝載硐室無法避免對(duì)預(yù)制井壁的破壞、井筒存在偏斜等問題。正是由于鉆井施工存在井筒偏斜問題，國內(nèi)提升井筒多采用凍結(jié)法施工，考慮到本礦表土段礫石層多有利于凍結(jié)而不利于鉆進(jìn)的特點(diǎn)，故設(shè)計(jì)推薦表土段按凍結(jié)法施工，由于表土段底部普遍發(fā)育有含水層，主副井采用全深凍結(jié)，凍結(jié)深度為485m。該凍結(jié)深度已超過全國紀(jì)錄50m，根據(jù)我國凍結(jié)鑿井施工技術(shù)的現(xiàn)有水平和成功經(jīng)驗(yàn)，其成功的把握是比較大的。但仍需要克服一定的難度，并進(jìn)行技術(shù)上的創(chuàng)新。井筒基巖段預(yù)計(jì)涌水量不大，確定采用普通方法施工。我國自1995年開始采用凍結(jié)鑿井法以來，井壁結(jié)構(gòu)得到了不斷的改進(jìn)，從早期的單層砼井壁到雙層鋼筋砼井壁，再到目前深井凍結(jié)中廣泛使用的復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)。復(fù)合井壁有以下兩種基本結(jié)構(gòu)形式：第一種：塑料夾層雙層鋼筋砼復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)其井壁結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：一是內(nèi)層井壁采用高強(qiáng)度等級(jí)砼（目前已達(dá)到C60～C65），以提高內(nèi)層井壁的強(qiáng)度；二是內(nèi)外層井壁之間設(shè)置2層4mm厚的聚乙烯塑料板防水層；三是外壁與凍土間鋪設(shè)25～75mm泡沫塑料板，利用其可壓縮性，來達(dá)到釋放井幫部分能量，起到緩壓、卸壓和保溫的作用。該井壁結(jié)構(gòu)形式，其施工工藝簡(jiǎn)單，施工進(jìn)度快，造價(jià)低，效果好，得到了廣泛的應(yīng)用。目前保持最大凍結(jié)深度陳四樓礦副井即為這種井壁結(jié)構(gòu)形式。第二種；瀝青板夾層雙層鋼筋砼復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)這種復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)與第一種復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)最大的不同是以70～100mm厚的瀝青板夾層取代4mm厚的聚乙烯塑料板夾層。由于瀝青板的存在，可使井壁達(dá)到緩沖減壓和調(diào)整壓力重新分布的作用，利用瀝青板的可壓縮變形，使外壁變形或者破壞的能量被瀝青板的壓縮變形所吸收和釋放，以改善內(nèi)壁受力狀況，使內(nèi)壁不致遭受破壞。該井壁結(jié)構(gòu)形式，其施工工藝較復(fù)雜，造價(jià)較高，目前應(yīng)用較少。八十年代末到九十年代初，徐州、大屯及淮北地區(qū)，先后有15個(gè)凍結(jié)井筒其井壁遭受到了破壞。分析破壞的原因，多數(shù)學(xué)者專家共認(rèn)的是：表土層底部含水層水位的大幅度下降引起地層沉降，使井壁發(fā)生豎向負(fù)摩擦力造成了井壁破壞。為此原因，多數(shù)負(fù)荷井壁結(jié)構(gòu)中新近設(shè)置了金屬或者塑料可壓縮層，其可壓縮結(jié)構(gòu)的形式目前尚未成熟定型。綜合上述分析，本礦主、副井井筒凍結(jié)段井壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用塑料夾層雙層鋼筋砼復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)形式。表土段底設(shè)置豎向可壓縮層。其井壁特征如下：（1）主井：凍結(jié)上段壁厚1100mm，其中內(nèi)壁厚600mm，外壁厚500mm，凍結(jié)下段壁厚1600mm，其中內(nèi)壁厚850mm，外壁厚750mm。內(nèi)外層井壁之間設(shè)置4mm厚的聚乙烯塑料板防水層，外壁與凍土間鋪設(shè)25～75mm泡沫塑料板，井壁砼標(biāo)號(hào)為400～600號(hào)。基巖段采用單層素砼井壁，壁厚350mm，砼標(biāo)號(hào)為300號(hào)。（2）副井：凍結(jié)上段壁厚1200mm，其中內(nèi)壁厚650mm，外壁厚550mm；凍結(jié)下段壁厚1800mm，其中內(nèi)壁厚950mm，外壁厚850mm?；鶐r段壁厚400mm。其余同主井。附：井筒特征表最后需要指出的是，由于本礦井筒凍結(jié)深度將超過目前全國紀(jì)錄50m，所以凍結(jié)鑿井施工存在一定的難度，要進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，為此設(shè)計(jì)將下述課題列為科研及新技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目，成立由科研、設(shè)計(jì)、建設(shè)及施工單位組成的技術(shù)攻關(guān)小組，共同努力攻克本礦井凍結(jié)施工中的技術(shù)難題，確保井筒質(zhì)量和礦井建設(shè)順利進(jìn)行，為我國凍結(jié)鑿井技術(shù)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。本礦凍結(jié)鑿井的科研課題包括：①凍結(jié)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)②凍結(jié)信息化施工技術(shù)與凍結(jié)壁形成特性預(yù)報(bào)③深部粘土層凍結(jié)壁位移實(shí)測(cè)研究④C40～C70高性能混凝土試驗(yàn)研究⑤井壁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)井筒特征表 序號(hào)名稱單位主井副井備注1井口坐標(biāo)緯距Xm39212153921215經(jīng)距Ym38458104384580552井口標(biāo)高m++3提升方位角度27004井筒直徑凈m掘進(jìn)凍結(jié)上段m凍結(jié)下段m普通段m5井筒斷面凈M2掘進(jìn)凍結(jié)上段M2凍結(jié)下段M2普通段M26井筒深度凍結(jié)上段m200200凍結(jié)下段m普通段m小計(jì)m7砌壁凍結(jié)段上段厚度內(nèi)壁mm外壁mm下段厚度內(nèi)壁mm外壁mm材料鋼筋砼鋼筋砼普通厚度mm350400材料素砼素砼8表土層厚度m9凍結(jié)深度m48548510井筒裝備一對(duì)3t箕斗一對(duì)1t罐籠 井底車場(chǎng)及硐室 井底車場(chǎng)形式井下大巷煤炭運(yùn)輸為膠帶輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)輸，井底車場(chǎng)軌道系統(tǒng)僅為輔助運(yùn)輸服務(wù)，根據(jù)井筒與軌道運(yùn)輸石門的相對(duì)位置及進(jìn)出車方位，井底車場(chǎng)形式采用單環(huán)刀把式。 空重車線長度及列車調(diào)車方式副井井底兩側(cè)分設(shè)空重車線，空重車線長度按礦井后期1列車牽引20輛1噸礦車組成考慮，各為1列長計(jì)50m。井底車場(chǎng)入口設(shè)置調(diào)車線，調(diào)車線長55m。車場(chǎng)繞道內(nèi)設(shè)置材料車線。列車調(diào)車方式：機(jī)車牽引列車駛?cè)胲噲?chǎng)調(diào)車線，機(jī)車摘鉤繞至列車尾部，將列車頂入副井重車線。機(jī)車經(jīng)繞道至副井空車線，掛鉤后牽引空列車至車場(chǎng)調(diào)車線，駛出井底車場(chǎng)。 井底車場(chǎng)硐室名稱及位置主井裝載系統(tǒng)位置及清理撒煤方式井底車場(chǎng)位于二1煤層頂板巖層內(nèi)，上部基巖厚91m，下距二1煤層頂19m。主井裝載系統(tǒng)位置設(shè)計(jì)曾考慮了“全部上提”（裝載水平位于425m水平以上25m）與“半上提”（ 裝載水平位于425m水平）兩個(gè)方案。兩個(gè)方案相比，“半上提” 方案增加主井井筒長25m，增加清理撒煤斜巷長60m，且主井底還要增加排水設(shè)施，顯然不如“全部上提” 方案優(yōu)越。所以，設(shè)計(jì)采用“全部上提” 方案，裝載系統(tǒng)委員井底水平上穩(wěn)定巖層內(nèi)。主井底撒煤通過在井底車場(chǎng)水平設(shè)置的清理撒煤平巷（利用施工巷道）來完成，清理撒煤極為方便。井底煤倉形式及容量井底煤倉為圓筒立倉，凈直徑5m，倉高20m，容量為350t。煤倉位置位于車場(chǎng)水平以上25m至45m，煤倉與裝載硐室之間設(shè)配煤輸送機(jī)巷，長13m。水倉布置、容量及清理方式在井底車場(chǎng)北側(cè)設(shè)置主、副兩條水倉，水倉間距20m，主水倉長500m。水倉容量按照《煤礦安全規(guī)程》指定的公式V=2（Q+3000）計(jì)算為8640m3。水倉清理設(shè)置有清倉絞車，清倉方式為人工清理。井下爆破材料庫井下爆破材料庫為壁槽式，容量為900kg，位置在距井底400m的軌道運(yùn)輸石門一側(cè)。回風(fēng)經(jīng)爆破材料庫專用回風(fēng)巷直接引入回風(fēng)流中。其他主要硐室名稱及位置副井東側(cè)布置有主排水泵房和主變電所，泵房?jī)?nèi)裝備7臺(tái)水泵。副井西側(cè)布置等候室。車場(chǎng)繞道及清理撒煤通道內(nèi)分別布置消防材料庫和電機(jī)車修理間，均為巷道加寬式。 井底車場(chǎng)支護(hù)方式及工程量。53第四章 采區(qū)布置及裝備 采煤方法 采煤方法選擇本礦井開采的二1煤層賦存非常穩(wěn)定，煤層厚度4m左右，煤層頂?shù)装遢^好，煤層傾角3～5176。，屬近水平發(fā)育的煤層，礦井沼氣等級(jí)屬低沼。根據(jù)煤層賦存條件和開采技術(shù)條件，考慮到效率、產(chǎn)量等因素及地方礦井今后采煤方法的發(fā)展趨勢(shì)，作為中型礦井選用高檔普通機(jī)械化采煤工藝是適宜的。由于煤層為近水平煤層，采用傾斜長壁采煤法，以簡(jiǎn)化井下巷道布置、減少采區(qū)巷道煤柱，提高煤炭資源回收率。根據(jù)吳村煤礦開采實(shí)際情況，本區(qū)頂層煤媒質(zhì)較硬，放頂煤開采難以實(shí)現(xiàn)。所以，本礦井選用分層開采，全部冒落法管理頂板。 回采工作面采煤、裝煤、運(yùn)煤方式及設(shè)備選型高檔普采工作面選用雙滾筒采煤機(jī)割煤，利用采煤機(jī)擋煤板裝煤，選用可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，運(yùn)輸順槽選用刮板轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮帶式輸送機(jī)運(yùn)煤。軌道順槽配備有乳化液泵、調(diào)度絞車、煤層注水設(shè)備等?；夭晒ぷ髅娌擅哼\(yùn)輸主要設(shè)備選型如下：采煤機(jī)選用MG150型雙滾筒采煤機(jī)，功率150kw，采高2m，牽引速度0～6m/min，生產(chǎn)能力400t/h。工作面刮板輸送機(jī)選用SGB630180型可彎曲刮板輸送機(jī)，功率902kw，輸送能力450t/h。轉(zhuǎn)載機(jī)選用SZD630/75型，功率75kw，輸送能力450t/h。順槽選用SSJ800/90型可伸縮帶式輸送機(jī)，功率75kw，輸送能力450t/h。乳化液泵選用XRB2B80/200型兩臺(tái)，配套乳化液箱型號(hào)為XRXTA，公稱壓力20MPa，公稱流量80L/min。 工作面頂板管理方式及支架選型根據(jù)煤層及頂?shù)装鍘r層條件，頂板管理方式為全部垮落法。支架選用DZ2230/100型單體液壓支柱，其主要技術(shù)參數(shù)為：～，額定工作阻力300KN，初撐力118～157KN。，一梁三柱。 工作面回采方式及回采率回采工作面采用后退式開采。 回采工作面長度及年進(jìn)度回采工作面長度確定為130m，生產(chǎn)當(dāng)中根據(jù)煤層及構(gòu)造具體條件可適當(dāng)調(diào)整。由于煤層賦存穩(wěn)定、頂?shù)装搴谩⑼咚剐?、煤層屬近水平發(fā)育，結(jié)合礦井年產(chǎn)量綜合確定工作面平均年推進(jìn)度1170m。 采區(qū)布置及生產(chǎn)能力 首采區(qū)的數(shù)目及位置，根據(jù)本礦井的煤層賦存條件和綜合開采技術(shù)條件，布置一個(gè)首采區(qū)即可保證礦井生產(chǎn)能力。F21斷層以南的地段平緩開闊、構(gòu)造簡(jiǎn)單、煤層控制可靠、儲(chǔ)量級(jí)別高、緊靠工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱，有利于減少初期工程量和建設(shè)工期，因此設(shè)計(jì)選為礦井的首采區(qū)。，～，可采儲(chǔ)量5623kt。 首采區(qū)的布置方式對(duì)于本礦的近水平煤層，既適應(yīng)傾斜長壁布置也適應(yīng)走向長壁布置，兩種布置方式相比較，顯然傾斜長壁布置方式具有井巷工程量少、投資省、建井工期短、運(yùn)輸環(huán)節(jié)少、系統(tǒng)簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)點(diǎn)。故設(shè)計(jì)確定首采區(qū)及后期主要采區(qū)均采用傾斜長壁工作面布置方式。采區(qū)內(nèi)不需做上山，利用兩條運(yùn)輸大巷直接開掘工作面順槽和工作面開切眼，采區(qū)巷道布置十分簡(jiǎn)單。永夏礦區(qū)陳四樓礦井，首采區(qū)煤層傾角3～6176。，采用傾斜長壁工作面布置方式，其優(yōu)越性在生產(chǎn)中得到了充分體現(xiàn)，礦井投產(chǎn)三年即實(shí)現(xiàn)了240萬噸達(dá)產(chǎn)能力。 采區(qū)生產(chǎn)能力 礦井以一個(gè)采區(qū)一個(gè)高檔普通機(jī)械化采煤工作面和三個(gè)掘進(jìn)工作面保證礦井產(chǎn)量。工作面長度130m，采高2m，，年推進(jìn)度1170m，其工作面生產(chǎn)能力為：A=13021170106=式中：——煤層容重（t/m3） ——工作面回采率。加上10％掘進(jìn)煤， Mt/a。一個(gè)采區(qū)來保證礦井年產(chǎn)量。據(jù)調(diào)查，與本礦煤層賦存條件相近的陳四樓礦井一個(gè)傾斜長壁高檔普采工作面（長度130m，），年產(chǎn)量已達(dá)50萬噸左右，平均月產(chǎn)4～5萬噸。所以，本礦井一個(gè)高檔普采工作面對(duì)于保證礦井年產(chǎn)量是穩(wěn)妥和易實(shí)現(xiàn)的。 采區(qū)煤、矸及輔助運(yùn)輸方式、采區(qū)通風(fēng)和排水煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)回采工作面煤炭→膠帶運(yùn)輸順槽→膠帶運(yùn)輸大巷→膠帶運(yùn)輸石門及上倉斜巷→井底煤倉→主井箕斗→地面。矸石及輔助運(yùn)輸系統(tǒng)掘進(jìn)工作面矸石→采區(qū)中部車場(chǎng)→軌道運(yùn)輸大巷→425m水平井底車場(chǎng)→副井→地面。設(shè)備及材料經(jīng)副井→井底車場(chǎng)→軌道運(yùn)輸大巷→采區(qū)中部車場(chǎng)→各用料地點(diǎn)。通風(fēng)系統(tǒng)新鮮風(fēng)流經(jīng)副井→井底車場(chǎng)→軌道運(yùn)輸大巷→第一中部車場(chǎng)→軌道運(yùn)輸順槽→回采工作面→膠帶運(yùn)輸順槽→膠帶運(yùn)輸大巷→膠帶運(yùn)輸石門及上倉斜巷→總回風(fēng)巷→主井→排出地面。采區(qū)排水 首采區(qū)均為俯斜開采，工作面及采空區(qū)水通過順槽水溝自然流入大巷水溝，匯入井底主副水倉，由主排水泵經(jīng)副井排至地面。 巷道掘進(jìn) 巷道斷面及支護(hù)形式巷道斷面根據(jù)通風(fēng)、運(yùn)輸設(shè)備及行人要求按最大確定。開拓、準(zhǔn)備巷道斷面形狀以拱形斷面為主，回采巷道采用梯形斷面。軌道運(yùn)輸大巷（進(jìn)風(fēng)），膠帶運(yùn)輸大巷（回風(fēng)）。巷道支護(hù)方式巖巷以錨噴支護(hù)為主，煤巷采用砌碹和工字鋼支護(hù)。 巷道掘進(jìn)進(jìn)度指標(biāo)根據(jù)掘進(jìn)工作面裝備，參照巖性、支護(hù)方式等因素，確定巷道掘進(jìn)進(jìn)度指標(biāo)如下：巖石平巷（錨噴） 85m/月 巖石斜巷（錨噴） 70m/月煤層平巷（砌碹） 100m/月 順槽（支架） 150m/月 掘進(jìn)工作面?zhèn)€數(shù)及機(jī)械配備為保證礦井投產(chǎn)后采區(qū)和工作面正常接替，布置一個(gè)開拓掘進(jìn)頭、兩個(gè)順槽掘進(jìn)頭共三個(gè)掘進(jìn)頭。全礦井采掘工作面比為1：3。掘進(jìn)工作面均采用普通鉆爆法施工。巖巷掘進(jìn)頭配備有YT24型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)、G10型風(fēng)鎬、P30B型耙斗裝巖機(jī)、BKY604X型局部通風(fēng)機(jī)及錨噴支護(hù)設(shè)備。、ZYP345型煤